原稿-花孔墊圈沖壓級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)【沖壓模具設(shè)計(jì)稿】

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課 程 論 文 題 目 花孔墊圈沖壓級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 系 部 專 業(yè) 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 II 摘 要 花孔墊圈屬于典型的沖裁件，本文在分析其工藝性的基礎(chǔ)上，根據(jù)生產(chǎn) 要求，確定采用級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)主要是落料凸、凹模及沖孔凸、凹模的 設(shè)計(jì)，需要計(jì)算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定 模具工藝零件和結(jié)構(gòu)零件以及模具的總體尺寸，然后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模 具的總裝圖。 關(guān)鍵詞：花孔墊圈 級(jí)進(jìn)模 沖孔落料 目 錄 III 目 錄 摘 要 ...................................................II 第一章 緒論 ...............................................1 1.1 課題背景 .............................................1 1.2 沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀和前景 ...............................1 1.2.1 沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀 ..................................1 1.3 課題研究的內(nèi)容和意義 .................................3 1.4 發(fā)展方向 .............................................3 第二章 沖裁模具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) ............................4 2.1 任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)內(nèi)容 .......................................4 2.2 任務(wù)書(shū)的要求 .........................................4 2.2.1 技術(shù)要求： ........................................4 2.2.2 設(shè)計(jì)要求： ........................................4 第三章 零件的工藝性分析和方案確定 ........................5 3.1 零件的工藝分析 .......................................5 3.1.1 結(jié)構(gòu)與尺寸的分析 ..................................5 3.1.2 精度與斷面粗糙度分析 ..............................5 3.2 沖裁工藝方案的確定 ...................................6 3.3 模具總體方案的確定 ...................................7 第四章 零件工藝的設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................8 4.1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 .......................................8 4.1.1 材料利用率 ........................................8 4.1.2 排樣設(shè)計(jì) ..........................................8 4.2 沖裁力 ..............................................10 4.3、壓力中心的計(jì)算 .....................................10 4.4、計(jì)算凸凹模刃口尺寸 .................................10 4.5 壓力機(jī)的確定 ........................................11 4.5.1 壓力機(jī)的選擇 .....................................11 4.5.2 開(kāi)式壓力機(jī)機(jī)床有關(guān)參數(shù) ...........................12 4.6 壓力中心的計(jì)算 ......................................12 第五章 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸及公差 .......................14 5.1 凸、凹模間隙值 ......................................14 5.1.1 間隙對(duì)沖壓力和模具壽命的影響 .....................15 IV 5.1.2 沖裁間隙的確定 ...................................15 5.2 凸、凹模刃口分別加工的計(jì)算法 ........................16 5.2.1 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算的原則 .......................16 第六章 模具零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算與總裝圖設(shè)計(jì) .................17 6.1 凹模外形設(shè)計(jì) ........................................17 6.2 凸模的設(shè)計(jì) ..........................................17 6.2.1 落料凸模的設(shè)計(jì) ....................................17 6.2.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì) ....................................18 6.3 其他主要零件的設(shè)計(jì) ..................................19 6.4 標(biāo)準(zhǔn)件尺寸的確定 ....................................20 6.5 模具的總體設(shè)計(jì) ......................................21 6.6 模具裝配和裝配圖 ....................................21 6.6.1 級(jí)進(jìn)沖裁模的裝配 .................................21 6.6.2 凸、凹模間隙的調(diào)整方法 ...........................22 6.6.3 繪制模具的總裝圖 .................................22 第七章 總結(jié)與展望 .......................................23 致 謝 ...................................................24 參考文獻(xiàn) .................................................25 1 第一章 緒論 1.1 課題背景 我國(guó)把模具行業(yè)納入高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域，另一方面，沖壓工藝廣泛應(yīng) 用于民用、航空航天、汽車和工藝品等領(lǐng)域，在產(chǎn)品組件中所占的比例也越來(lái) 越大。但由于我國(guó)模具工業(yè)起步較晚，起點(diǎn)較低，加工制造手段落后，尤其是 技術(shù)應(yīng)用人才缺乏，技術(shù)水平落后，制約了該產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,已使之成為制約 其他相關(guān)行業(yè)發(fā)展的“瓶頸” 。 模具技術(shù)是上世紀(jì)下半葉制造業(yè)中發(fā)展最快的 技術(shù)之一，由于模具的設(shè)計(jì)和制造是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，并且是一個(gè)不斷反 復(fù)的過(guò)程，目前，采用具有三維參數(shù)化特征造型功能的 CAD 支撐軟件，在模具 設(shè)計(jì)中應(yīng)用并行工程原理，實(shí)現(xiàn)模具管理、工藝分析與設(shè)計(jì)及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的 一體化是一種較有代表性也很有應(yīng)用前景的模具 CAD 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法。如圖，典 型沖壓模具圖形。 圖 1-1 沖壓模具 1.2 沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀和前景 1.2.1 沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀 改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。 近年來(lái)，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有 制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國(guó)有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng) 也得到了快速發(fā)展。 浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)” ；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng) 鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資 和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng) 2 競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力 的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成 為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存 空間。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企 業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD，并陸續(xù)開(kāi)始使用 UG，Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS 等國(guó)際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了 Moldflow、C-Flow 、DYNAFORM、Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 軟件，并成 功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。 雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與 工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的 比重比較低；CAD/CAE/CAM 技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不 夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具依賴進(jìn)口。 1.2.2 沖壓模具的前景 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短” 、 “精度高”、 “質(zhì)量好”、 “價(jià)格 低”的要求服務(wù)。 下列幾方面發(fā)展趨勢(shì)預(yù)計(jì)會(huì)在行業(yè)中得到較快應(yīng)用和推廣： 1. 超大型、超精密、長(zhǎng)壽命、高效模具將得到發(fā)展。 2. 多種材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。 3. 為各種快速經(jīng)濟(jì)模具，特別是與快速成型技術(shù)相結(jié)合的 RP/RT 技術(shù)將得 到快速發(fā)展。 4. 模具設(shè)計(jì)、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展 CAD/CAE/CAM/CAPP 及 PDM/PLM/ERP 等將向智慧化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 更高速、更高精度、更加智慧化的各種模具加工設(shè)備將進(jìn)一步得到發(fā)展和推廣 應(yīng)用。 5. 更高性能及滿足特殊用途的模具新材料將會(huì)不斷發(fā)展，隨之將產(chǎn)生一些 特殊的和更為先進(jìn)的加工方法。 6. 各種模具型腔表面處理技術(shù)，如涂覆、修補(bǔ)、研磨和拋光等新工藝也會(huì) 不斷得到發(fā)展。 7. 逆向工程、并行工程、復(fù)合加工乃至虛擬技術(shù)將進(jìn)一步得到發(fā)展。 8. 熱流道技術(shù)將會(huì)迅速發(fā)展，氣輔和其它注射成型工藝及模具也將會(huì)有所 發(fā)展。 9. 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高。 10. 在可持續(xù)發(fā)展和綠色產(chǎn)品被日益重視的今天，“綠色模具” 的概念已逐漸 被提到議事日程上來(lái)。 3 1.3 課題研究的內(nèi)容和意義 本課題研究的內(nèi)容如下： 第 1 章為緒論，論述了本課題的研究背景和意義，總結(jié)了沖壓模具技術(shù)的 發(fā)展歷史和在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)。 第 2 章為本次設(shè)計(jì)的任務(wù)書(shū)，介紹了設(shè)計(jì)的零件圖和設(shè)計(jì)的具體得要求， 包括零件的名稱、材料和生產(chǎn)批量等等，有技術(shù)要求和設(shè)計(jì)要求。 第 3 章為設(shè)計(jì)的第一步，首先分析零件的工藝性，包括尺寸和精度的分析， 還有材料性質(zhì)的重點(diǎn)分析，然后按照以上的分析初步確定設(shè)計(jì)的大體方案，從 簡(jiǎn)單模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模中選擇，最終選用級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)。最后查閱相關(guān)資料， 確定模具的一些工作零件和輔助零件的設(shè)計(jì)，以至于確定模具的總體方案。 第 4 章為設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)部分，是承接上一章工藝分析的，所以我們將進(jìn)行 工藝計(jì)算，有排樣的設(shè)計(jì)和計(jì)算、材料利用率的計(jì)算，沖裁力圖形設(shè)計(jì)和具體 的計(jì)算，還有最重要的就是壓力機(jī)的確定和數(shù)據(jù)的校核。 第 5 章為設(shè)計(jì)的中心部分，有凸、凹模的間隙和凸、凹模設(shè)計(jì)的原則，還 有凸、凹模的人口尺寸計(jì)算，包括基本尺寸的計(jì)算和公差的確定。 第 6 章為模具工作零件的具體設(shè)計(jì)，包括凹模的設(shè)計(jì)和尺寸的計(jì)算，還有 凸模的長(zhǎng)度和硬度校核，還有卸料板、花孔墊圈、導(dǎo)料板及標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)、選 用和計(jì)算，并有非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖形和最終的裝配草圖和裝配圖。 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。 模具質(zhì)量及附加值的高低，取決于模具專業(yè)人才的技術(shù)水平。隨著產(chǎn)品市場(chǎng)的 國(guó)際化，如何降低生產(chǎn)成本以適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈和殘酷越來(lái)受關(guān)注，產(chǎn)品制造的 批量化、集約化和標(biāo)準(zhǔn)化，就越來(lái)越顯得十分重要了。 目前，在全世界，模具快速發(fā)展，已成為大國(guó)的重要工業(yè)發(fā)展對(duì)象，各個(gè) 行業(yè)都需要模具的輔助制造，所以模具對(duì)工業(yè)的發(fā)展有個(gè)不可替代的重要性。 未來(lái)，模具的發(fā)展也許有將成為國(guó)家第一產(chǎn)業(yè)的可能。 1.4 發(fā)展方向 本章首先介紹了研究該課題的背景和優(yōu)勢(shì)，就模具的發(fā)展已經(jīng)納入高技術(shù) 的行業(yè)，成為我國(guó)工業(yè)中重要的一部分，最具有潛力的工業(yè)之一。并促進(jìn)我國(guó) 的軟件（如 CAD、ProE 和 UG）的快速研發(fā)。隨后介紹了沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀 和前景，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，模具的需求量也隨著增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)沿海地區(qū) 已經(jīng)把模具行業(yè)列為重要產(chǎn)業(yè)，建立了大型的模具城。在過(guò)去十年中，模具發(fā) 展有著矚目的發(fā)展，但是距離國(guó)外，仍有不小的差距，所以未來(lái)的模具發(fā)展就 向模具產(chǎn)品“交貨期短” 、 “精度高” 、 “質(zhì)量好” 、 “價(jià)格低”的要求服務(wù)，以求 早日跟上國(guó)際的腳步。 4 第二章 沖裁模具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 2.1 任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)內(nèi)容 課題名稱：花孔墊圈級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 零件名稱：花孔墊圈 材 料：08 厚 度： t=0.8mm 生產(chǎn)批量：大批量 工件圖：如圖所示 圖 2-1 零件圖 2.2 任務(wù)書(shū)的要求 2.2.1 技術(shù)要求： 1、沖裁件內(nèi)外精度均為 IT14 2、毛刺小于 0.1mm 3、要求設(shè)計(jì)制造此工件的沖裁模 2.2.2 設(shè)計(jì)要求： 1、 繪制制作該工件所需的沖裁模具總裝圖 2、 繪制構(gòu)成該模具的所有非標(biāo)準(zhǔn)零件圖 5 3、 編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 4、 將設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)裝訂成冊(cè)、圖紙折疊成 A4 尺寸并裝訂成冊(cè) 5、 把審題表、任務(wù)書(shū)全部裝入檔案袋 第三章 零件的工藝性分析和方案確定 3.1 零件的工藝分析 沖裁件的工藝性是指沖裁件對(duì)沖裁工藝的適用性，即沖裁加工的難以程度。 沖裁件的工藝性主要包括沖裁件的結(jié)構(gòu)與尺寸、精度與斷面粗糙度和材料 3 個(gè) 方面。 3.1.1 結(jié)構(gòu)與尺寸的分析 沖裁件的結(jié)構(gòu)分析需要對(duì)零件的形狀、外形、沖裁件的懸臂件和窄槽、沖 孔的最小尺寸、孔間距的要求和孔壁、沖裁寬度的要求。 零件材料為 10，適合一般的沖壓加工。該零件形狀對(duì)稱、簡(jiǎn)單，為長(zhǎng)方形 結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，只有 2 個(gè) 6 的孔。此工件只有落料和沖孔兩個(gè)工 序，圖示零件的尺寸全部為未注公差的一般尺寸，一般按 IT14 級(jí)取，尺寸精度 較低，可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其他尺寸標(biāo)注、 生產(chǎn)批量等情況，也符合沖裁的工藝要求，普通沖裁完全可以滿足要求 該零件結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，形狀對(duì)稱，尺寸較小。因此，均適宜沖裁加工。 3.1.2 精度與斷面粗糙度分析 沖裁件的精度一般可分為精密級(jí)和經(jīng)濟(jì)級(jí)兩大類。精密級(jí)是沖壓工藝技術(shù) 所允許的精度，而經(jīng)濟(jì)級(jí)是可以用經(jīng)濟(jì)手段達(dá)到的精度。沖裁件的尺寸精度是 在合理間隙的情況下，對(duì)鋁、銅、軟鋼等常用材料沖裁加工數(shù)據(jù)。精度要求特 別高的工件，需要增加整修等精密沖裁工件。在沖裁件內(nèi)外所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精 度，見(jiàn)表所示。 表 3-1 沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度 基本尺寸材料厚度 (mm) 3 36 610 1018 18500 1 IT12IT13 IT11 12 IT14 IT12IT13 IT11 23 IT14 IT12IT13 35 IT14 IT12IT13 零件的尺寸公差精度均為 IT14 級(jí)，未注公差精度也為 IT14 級(jí)，并無(wú)其他特 殊要求，因此，利用普通沖裁的方式就可以滿足零件的圖樣要求。 由以上可以看出，該零件工藝性較好，可以沖裁加工。 6 3.2 沖裁工藝方案的確定 沖裁方案的選擇： 在沖裁工藝分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)沖裁件的特點(diǎn)確定沖裁工藝方案。確定工 藝方案首先要考慮的問(wèn)題是確定沖裁的工序數(shù)，沖裁工序的組合以及沖裁工序 順序的安排。沖裁工序數(shù)一般容易確定，關(guān)鍵是確定沖裁工序的組合與沖裁工 序的順序。沖裁模的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，如果按工序的組合分類，可分為單工 序模、級(jí)進(jìn)模（連續(xù)?；蛱侥＃?、復(fù)合模等各種沖裁摸的構(gòu)成大體相同，主要 由于工作零件、定位零件、卸料與推料零件 、導(dǎo)向零件、聯(lián)接與固定零件組成。 該零件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可有一下三種方案： 方案一：先落料，后沖孔，采用單工序模生產(chǎn) 方案二：落料沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn) 方案三：沖孔落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn) 單工序模、級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模比較如表所示 表 3-2 各類模具結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)比較 模具種類 比較項(xiàng)目 單工序模 （無(wú)導(dǎo)向） （有導(dǎo) 向） 級(jí)進(jìn)模 復(fù)合模 零件公差等級(jí) 低 一般 可達(dá) IT13IT10 級(jí) 可達(dá) IT10IT8 級(jí) 零件特點(diǎn) 尺寸不 受限制 厚度不 受限制 中小型 尺寸厚 度較厚 小零件厚度 0.26mm 可加工復(fù)雜零件，如 寬度極小的異形件 形狀與尺寸受模具結(jié)構(gòu) 與強(qiáng)度限制，尺寸可以 較大，厚度可達(dá) 3mm 零件平面度 低 一般 中小型件不平直，高質(zhì)量制件需較平 由于壓料沖件的同時(shí)得 到了較平，制件平直度 好且具有良好的剪切斷 面 生產(chǎn)效率 低 較低 工序間自動(dòng)送料，可 以自動(dòng)排除制件，生 產(chǎn)效率高 沖件被頂?shù)侥＞吖ぷ鞅?面上，必須手動(dòng)或機(jī)械 排除，生產(chǎn)效率較低 安全性 不安全，需采取安全措施 比較安全 不安全，需采取安全措施 模具制造工作量 和成本 低 比無(wú)導(dǎo)向 的稍高 沖裁簡(jiǎn)單的零件時(shí)， 比復(fù)合模低 沖裁較復(fù)雜零件時(shí)，比 級(jí)進(jìn)模低 7 適用場(chǎng)合 料厚精度要求低 的小批量沖件的 生產(chǎn) 大批量小型沖壓件的 生產(chǎn) 形狀復(fù)雜，精度要求較 高，平直度要求高的中 小型制件的大批量生產(chǎn) 根據(jù)分析結(jié)合表分析： 方案一的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序兩套模具，成本高而且生產(chǎn)效率 低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求 方案二只需要一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都高，由于查表 2.9.6 可 知材料厚度為 1mm 時(shí)凸、凹模的許用的最小壁厚為 2.7mm,由圖形可知孔邊距小 于凸、凹模許用最小壁厚，用方案二模具強(qiáng)度較差，制造難度大，并且沖壓后 成品留在模具上，在清理模具上的物料時(shí)會(huì)影響沖壓的速度，操作不方便 方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要 求，且安全性高。通過(guò)對(duì)比以上方案可知，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案三較好 通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案三級(jí)進(jìn)模最 佳 3.3 模具總體方案的確定 （1）模具類型 根據(jù)零件的沖裁工藝方案，采用級(jí)進(jìn)沖裁模。 （2）操作與定位方式 為了提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，可以采用配合自動(dòng)裝置送料方式。由于零件尺 寸小且厚度適中，可以采用導(dǎo)正銷與自動(dòng)送料裝置聯(lián)合定距的方式。 （3）卸料與出件方式 考慮到零件厚度薄，可以采用彈性卸料方式，并采用由凸模直接從凹模洞 口直接推下的下出件方式以提高生產(chǎn)率。 （4）模架類型及精度 考慮到零件的結(jié)構(gòu)工藝特點(diǎn)，可以采用導(dǎo)向平穩(wěn)的中間導(dǎo)柱模架， 。由于零 件的精度要求不是很高，可以采用 I 級(jí)模架精度。 以上的各項(xiàng)將在第五章詳細(xì)說(shuō)明解釋。 8 第四章 零件工藝的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。合理的排樣是提高材料 利用率、降低成本，保證沖件質(zhì)量及模具壽命有效措施。 4.1.1 材料利用率 沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料利用率，它是衡量合理 利用材料經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。 材料利用率通用計(jì)算公式 = /A100%OA 式中 沖裁件的總面積OA A 個(gè)步距的條料面積（LB） 根據(jù)材料性能、厚度和形狀可確定搭邊值，有課本表 3-10 查得 a=1mm,a1=1.2mm.步距 A=D+a=60mm+1mm=61mm,條料寬度 B=(D+2a1+)0 - 由課本表 3-11 得 =0.5mm,得 B=62.90 -0.5 mm 由 CAD 得 S=462.5mm, L=96.2mm. 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率： =(S1- S)/AB=( 30-462.5)/(6162.9)=61.6% 該零件尺寸較小，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，采用直排的排樣方案，如圖: 廢料可分為工藝廢料與結(jié)構(gòu)廢料兩種。結(jié)構(gòu)廢料由工件的形狀特點(diǎn)決定， 一般不能改變；搭邊和余料屬于工藝廢料，是與排樣形式及沖壓方式有關(guān)的廢 料，設(shè)計(jì)合理的排樣方案，減少工藝廢料，才能提高材料利用率。 4.1.2 排樣設(shè)計(jì) 根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可分為三種：有廢料排樣、少?gòu)U 料排樣和無(wú)廢料排樣。采用少、無(wú)廢料的排樣可以簡(jiǎn)化沖裁模結(jié)構(gòu)，減小沖裁 力，提高材料利用率。但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的 9 誤差影響，沖裁件公差等級(jí)低。同時(shí)，由于模具單邊受力（單邊切斷時(shí)） ，不但 會(huì)加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。為此， 排樣時(shí)必須統(tǒng)籌兼顧、全面考慮。 對(duì)有廢料排樣，少、無(wú)廢料排樣還可以進(jìn)一步按沖裁件在條料上的布置方 法加以分類，其主要形式可分為：直排、斜排、直對(duì)排、斜對(duì)排、混合排、多 排和沖裁搭邊。該零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)批量大，精度要求一般，綜合上述可以 使用直排少?gòu)U料的排樣的設(shè)計(jì)?；讐|圈零件外形是矩形只有沖孔，所以結(jié)構(gòu) 比較簡(jiǎn)單，只需要直排就可以。 因此，如圖所示。查表可得，兩工件間的搭邊 a1=1.5mm，工件邊緣搭邊 a=1.2mm。 具體排樣設(shè)計(jì)如圖所示： 10 圖 4-1 零件排樣圖 4.2 沖裁力 兩個(gè)工序，沖孔壓力等于沖孔時(shí)的沖壓力和落料時(shí)的沖壓力之和，查課本表 2-3，得 08 鋼的抗剪能力 =255353MPa,取平均值 =304MPa. K 的取值依據(jù)沖裁刃口而定， 平刃口 K=11.3，斜刃口 K=0.20.6，考慮刃口的磨損，生產(chǎn)批量和材料厚度等因 素，取 K=1.3 4.2.1 落料力 F 落 =KL1 t =1.32R0.8mm304Mpa=59.56KN 4.2.2 沖孔力 F 沖 =KL2t=1.396.2mm0.8mm304Mpa=30.41KN 4.2.3 落料時(shí)的卸料力 由課本表 3-8 得 K 卸 =0.03 F 卸 =K 卸 F 落 =0.0359.56KN=1.79KN 4.2.4 沖孔時(shí)的推件力 由課本表 3-8 得 K 推=0.05 ， 取同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的沖件數(shù)為 3 F 推 =nK 推 F 沖 =30.0530.41KN=4.56KN 4.2.5、沖床的總壓力 F 總 =F 落 +F 沖 +F 卸 +F 推 =(59.56+30.41+1.79+4.56)KN=96.32KN 4.2.6、初選壓力機(jī) 據(jù)總沖壓力為 96.32KN，考慮壓力機(jī)的使用安全，總沖壓力一般不應(yīng)超過(guò)壓力機(jī) 額定噸位的 80%. 由指導(dǎo)書(shū)表 5-10，初選 J23-16 開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī). 公稱壓力：160KN 滑塊行程：55mm 最大封閉高度：220mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：45mm 工作臺(tái)尺寸：300mm450mm 模柄孔尺寸：40mm60mm 4.3、壓力中心的計(jì)算 由于零件結(jié)構(gòu)對(duì)稱，所以壓力中心在孔的中心，即模柄軸線通過(guò)壓力中心. 4.4、計(jì)算凸凹模刃口尺寸 根據(jù) t=0.8mm, 由課本表 3-3 得: Zmin=0.072mm Zmax=0.104mm 4.4.1、沖孔：29+0.045 0 mm 由課本表 3-5 得磨損系數(shù) x=1 由課本表 3-6 得 凸 =-0.02 凹 =+0.025 d 凸 =（d min+x）0 凸 =（29+0.0451）0 -0.02=29.0450 -0.02 mm d 凹 =（d 凸 +Zmin） 0=(29.045+0.072)+0.025 0=29.117+0.025 0 mm 4.4.2、沖孔:R5.53+0.3 0 mm 由課本表 3-5 得磨損系數(shù) x=0.5 由課本表 3-6 得 凸 =-0.02 凹 =+0.02 11 d 凸 =（d min+x）0 凸 =（5.53+0.30.5）0 -0.02 =5.680 -0.02 mm d 凹 =（d 凸 +Zmin） 0=(5.68+0.072)+0.02 0 =5.752+0.02 0 mm 4.4.3、沖孔：R2.5 0 -0.025 mm 由課本表 3-5 得磨損系數(shù) x=0.75 由課本表 3-6 得 凸 =-0.02 凹 =+0.02 d 凸 =（d min+x）0 凸 =（2.5+0.0250.75）0 -0.02 =2.520 - 0.02 mm d 凹 =（d 凸 +Zmin） 0=(2.52+0.072)+0.02 0 =2.592+0.02 0 mm 4.4.4、落料：60 0 -0.074 mm 由課本表 3-5 得磨損系數(shù) x=0.75 由課本表 3-6 得 凸 =-0.02 凹 =+0.03 D 凹 =（D max-x） 0=(60-0.0740.75)+0.03 0 =59.945+0.03 0 mm D 凸 =（D 凹 -Zmin）0 凸 =(59.945-0.074) 0 -0.02 =59.8710 -0.02 mm 表 4-1 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 料厚 t/mm KX KT KD 鋼 0.1 0.10.5 0.52.5 2.56.5 6.5 0.0650.075 0.0450.055 0.040.05 0.030.04 0.020.03 0.1 0.63 0.55 0.45 0.25 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 鋁、鋁合金 純銅、黃銅 0.0250.08 0.020.06 0.030.07 0.030.09 注：卸料力系數(shù) KX，在沖多孔、大搭邊和輪廓復(fù)雜制件時(shí)取上限值。 然而壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于各種沖壓工藝的總和，則計(jì)算如下 所示： = F +F0+F X+F T =110.316KN 總P 4.5 壓力機(jī)的確定 4.5.1 壓力機(jī)的選擇 對(duì)于中小型沖裁件常采用開(kāi)式曲柄壓力機(jī)。 根據(jù)總沖壓力 =110.316KN，模具閉合高度，沖床工作臺(tái)面尺寸等，并結(jié)總PF 合現(xiàn)有設(shè)備，選用 J23-250 開(kāi)式雙柱可傾沖床，并在工作臺(tái)面上備制花孔墊圈。 其主要工藝參數(shù)如下： 公稱壓力：250KN 12 滑塊行程 ：80mm 行程次數(shù)：100 次/分 最大封閉高度：220mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：70mm 工作臺(tái)尺寸（左右*前后）：560mm360mm 工作臺(tái)板厚度：70mm 模柄尺寸：5070 傾斜角：30 4.5.2 開(kāi)式壓力機(jī)機(jī)床有關(guān)參數(shù) 1、機(jī)床控制系統(tǒng)： (1)開(kāi)門(mén)斷電，漏電保護(hù)。電控系統(tǒng)符合國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)。 (2)電動(dòng)式油缸行程調(diào)節(jié)，顯數(shù)器顯示。 (3)電動(dòng)式擋料尺寸調(diào)節(jié)，顯數(shù)器顯示。 2、機(jī)床后擋料的基本配置： (1)普通電機(jī) (2)普通絲桿和光桿 (3)后擋料鏈輪傳動(dòng) 注：機(jī)床參數(shù)及配置如需變動(dòng)敬請(qǐng)另外說(shuō)明，作為合同附件 3、機(jī)床結(jié)構(gòu)： (1) 采用全鋼焊接機(jī)架， （、拼裝工作臺(tái)組成）振動(dòng)時(shí)效處理，具有足夠的 強(qiáng)度和剛性。 (2) 雙油缸控制，機(jī)械擋塊機(jī)構(gòu)保護(hù)，液壓上傳動(dòng)，扭軸強(qiáng)迫同步機(jī)構(gòu)。 (3) 滑塊行程電動(dòng)快速調(diào)節(jié)，并有手動(dòng)微調(diào)，顯數(shù)器顯示 (4) 上模具配有斜楔式撓度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，以補(bǔ)充折彎精度。 (5) 單邊/雙邊 T 型槽口工作臺(tái)，調(diào)整分段下模快速方便。 (6) 可進(jìn)行多機(jī)聯(lián)動(dòng)（需同時(shí)購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)該型號(hào)的機(jī)床并加裝聯(lián)動(dòng)同步裝置） ， 也可單機(jī)單動(dòng)。 (7) 該設(shè)備可折板厚是根據(jù) 10 鋼板/A3 板的抗拉強(qiáng)度（450N/mm2）和折彎 槽口比例 1 比 8 來(lái)計(jì)算的，敬請(qǐng)核實(shí)好各種錳板的抗拉強(qiáng)度后與 Q235 板比較進(jìn) 行折算，另外可以通過(guò)擴(kuò)大折彎下模的槽口尺寸來(lái)取得更厚的折板尺寸。 (8) 工作臺(tái)主立板和臺(tái)面均可調(diào)節(jié)?？筛鶕?jù)折彎力的需要，適當(dāng)調(diào)整工作臺(tái) 的加凸量來(lái)彌補(bǔ)由于工作臺(tái)的變形而出現(xiàn)的撓度進(jìn)行補(bǔ)償。 13 4.6 壓力中心的計(jì)算 模具的壓力中心就是沖壓合力的作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)的模具的正常工 作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。否則，沖壓時(shí)滑塊就 會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常在磨損，還會(huì)使合理間 隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。在實(shí)際生產(chǎn) 中，可能會(huì)出現(xiàn)由于沖件的形狀特殊或排樣特殊，從模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造考慮 不宜使壓力中心與模柄中心線重合，這時(shí)應(yīng)注意使壓力中心的偏離不致超出所 選用壓力機(jī)允許的范圍。 確定該零件的壓力中心計(jì)算步驟如下： （1）選定坐標(biāo)軸 X 和 Y （2）計(jì)算出各單一圖形的壓力中心到坐標(biāo)軸的距離 x1、x 2、x 3、x n和 y1、 y 2、 y 3、、y n （3）將組成圖形的輪廓線劃分為若干簡(jiǎn)單的線段，求出各線段長(zhǎng)度 L1、L 2、L 3、、Ln. （4）按如下公式算出壓力中心的坐標(biāo)（X 0、Y 0） 根據(jù)力學(xué)定理，合力對(duì)某軸的力矩等于各分力對(duì)同軸力矩的代數(shù)和，則可 得壓力中心坐標(biāo)（x 0 、y 0）計(jì)算公式： 因?yàn)闆_裁力與周邊長(zhǎng)度成正比，所以式中各沖裁力 F1、F 2、F 3、、F n 可 分別用沖裁周邊長(zhǎng)度 L1、L 2、L 3、、L n 代替，即12 10 1nininiiLxxLxL 14 12 10 1nininiiLyLyLy 其中：L為每段線段的長(zhǎng)度或圓弧的周長(zhǎng) X為每段線段的中點(diǎn)或圓弧的中心到 X 軸的距離； Y為每段線段的中點(diǎn)或圓弧的中心到 Y 軸的距離； 模具的結(jié)構(gòu)的制造壓力中心與模柄中心線重合，故壓力中心點(diǎn)就是幾何對(duì) 稱點(diǎn)。若選用坐標(biāo)系 XOY，即 xc0，y c0 由以上計(jì)算可以得出模具的壓力中心以便裝模時(shí)與壓力機(jī)滑塊的中心線相 重合 第五章 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸及公差 5.1 凸、凹模間隙值 沖裁間隙是指沖裁模凸、凹模刃口之間的空隙。凸模與凹模間每側(cè)的間隙 稱為單面間隙，用 Z/2 表示；兩側(cè)間隙之和稱為雙面間隙，用 Z 表示。如無(wú)特 殊說(shuō)明，沖裁間隙都是指雙面間隙。沖裁間隙的數(shù)值等于凸、凹模刃口尺寸的 差值，如圖所示，即 dpZD 式中 凹模刃口尺寸；dD 凸模刃口尺寸。p 沖裁間隙對(duì)沖裁過(guò)程有著很大的影響。此外，間隙對(duì)沖壓力和模具壽命也 有著較大的影響。 15 圖 5-1 凸、凹模刃口尺寸的差值 5.1.1 間隙對(duì)沖壓力和模具壽命的影響 間隙很小時(shí)，因材料的擠壓和摩擦作用增強(qiáng)，沖裁力必然較大。隨著間隙 的增大，材料所受的拉應(yīng)力增大，容易發(fā)生斷裂分離，因此沖裁力減小。但試 驗(yàn)表明，當(dāng)單面間隙在材料厚度的 520范圍內(nèi)時(shí)，沖裁力降低不多，不超 過(guò) 510。因此，在正常情況下，間隙對(duì)沖裁力的影響不是很大。 模具壽命通常是用模具失效前所沖的合格沖裁件數(shù)量來(lái)表示。沖裁模的失 效形式一般有磨損、變形、崩刃和凹模脹裂。間隙大小主要對(duì)模具的磨損及凹 模脹裂產(chǎn)生較大影響。模具刃口磨損看，使刃口鈍化、間隙增加，從而導(dǎo)致制 件的尺寸精度降低沖裁能量增大，斷面粗糙。所以必須注意盡量減少模具的磨 損。為提高模具壽命，一般需要采用較大間隙。 5.1.2 沖裁間隙的確定 凸、凹模間隙對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度、模具壽命以及沖裁力等有較 大影響，所以必須選擇合理的間隙。在沖壓的實(shí)際生產(chǎn)中，為了獲得合格的沖 裁件、較小的沖壓力，并保證模具有一定壽命，我們規(guī)定一個(gè)間隙值范圍，稱 為合理間隙。這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙（Z min） ，最大值稱為最大合 理間隙（Z max） 。因沖模在使用過(guò)程中會(huì)逐漸磨損，間隙增大，再設(shè)計(jì)和制造新 模具時(shí)，一般采用最小合理間隙。 沖裁間隙數(shù)值主要按制件質(zhì)量要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值來(lái)選用。然而對(duì)于電子、 電器、儀器等行業(yè)對(duì)制件斷面質(zhì)量和尺寸精度要求較高，可選用較小的間隙值。 如下圖要求零件內(nèi)外尺寸精度為 14 級(jí)，且該零件屬于無(wú)特殊要求的一般沖孔、 落料。 16 5.2 凸、凹模刃口分別加工的計(jì)算法 沖裁件的尺寸精度主要取決于模具刃口的尺寸精度，合理間隙的數(shù)值也必 須靠模具刃口的尺寸及公差來(lái)保證。正確確定模具刃口尺寸及其公差，將會(huì)直 接影響到?jīng)_裁生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，因此它是設(shè)計(jì)沖裁模的主要任務(wù)之一。由 于制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開(kāi)加工的方法制作凸凹 模。這時(shí)需要分別計(jì)算和標(biāo)注凸模和凹模的尺寸和公差。由于零件未標(biāo)注公差 在此均按 IT13 級(jí)算。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，刃口尺寸采用配作法加工。 5.2.1 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算的原則 在計(jì)算刃口尺寸時(shí)，應(yīng)該落料和沖孔兩種情況分別考慮其原則如下。 a. 落料時(shí)，應(yīng)以凹模刃口尺寸為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上。凹?；境叽缛?落料件尺寸公差范圍內(nèi)較小尺寸。凸模的基本尺寸則用凹?；境叽鐪p去最小 合理間隙。由表 2-3 得 Zmin=0.100mm Zmax=0.140mm b. 沖孔時(shí)，應(yīng)以凸模尺寸為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。凸?；境叽缛_件 公差范圍內(nèi)的較大尺寸。凹模的基本尺寸則是用凸?；境叽缂由献钚『祥g隙。 由沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表 2.4 得 Zmin=0.100mm Zmax=0.140mm c. 凸、凹模刃口的制造公差應(yīng)根據(jù)沖裁件的尺寸公差和凸、凹模的加工方 法來(lái)確定，既要保證沖裁間隙要求并沖出合格的零件，又要便于模具加工。 d. 根據(jù)工件尺寸公差要求，確定模具刃口尺寸的公差等級(jí)，見(jiàn)表所示。 表 5-1 模具刃口尺寸的公差等級(jí) 料厚 t（mm） 0.5 0.8 1.0 1.5 2 3 4 5 6 8 10 12 模具 刃口 尺寸 公差 沖裁件尺寸公差 IT6 IT7 IT8 IT8 IT9 IT10 IT7 IT8 IT9 IT10 IT10 IT12 IT12 IT9 IT12 IT12 IT12 IT12 IT12 IT14 IT14 IT14 IT14 17 第六章 模具零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算與總裝圖設(shè)計(jì) 6.1 凹模外形設(shè)計(jì) 凹模采用整體式凹模結(jié)構(gòu)和直接通過(guò)螺釘、銷釘于下模座固定的固定方式。 凹模刃口采用直接刃壁結(jié)構(gòu)，刃壁高度 5mm，漏料部分沿刃口輪廓適當(dāng)擴(kuò)大。 凹模輪廓尺寸計(jì)算如下 凹模高度 H=Kb=0.4034=13.6mm 按表取標(biāo)準(zhǔn)值 15mm 凹模壁厚 c=（1.52）H = 22.530mm 取凹模厚度為 30mm, 凹模寬度 B=b+2c=(34+230)=94mm, 凹模長(zhǎng)度 L 取 45mm， 式中 b---凹模刃口的最大尺寸(mm) c---凹模壁厚(mm) 指刃口至凹模外形邊緣的距離； K=系數(shù)，取 0.40 故凹模輪廓尺寸為：459430 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.72.0）d 為了更好的選取標(biāo)準(zhǔn)模架，則凹模板輪廓尺寸全取整數(shù)： 確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板 10010015（GB/T70.1-2000） 凹模的材料選用 Cr12,工作部分熱處理淬硬為 6064HRC。 6.2 凸模的設(shè)計(jì) 6.2.1 落料凸模的設(shè)計(jì) 結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)為直通式，采用線切割機(jī)床加 工，2 個(gè) M6 的螺釘固定在花孔墊圈上，與凸模固定板的配合按 H7/m6。再通過(guò)鉚 接方式與固定板固定。確保因磨損而滑落，從而更為牢靠。凸模的尺寸根據(jù)刃口尺寸，卸 料裝置和安裝固定要求來(lái)確定。凸模材料選用 CrWMn，工作部分熱處理淬硬為 5862HRC。其總長(zhǎng) L 可按下列公式計(jì)算：L=h1+h2+t+h=(15+12+1+30)=58mm 式中：h1凸模固定板厚度（mm） h2卸料板厚度（mm） t材料厚度（mm） h自由高度（mm） 18 6.2.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì) 因?yàn)樗鶝_的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔 凸模采用臺(tái)階式，一方面加工簡(jiǎn)單，另一方面又便于裝配與更換。沖 6mm 的 孔的凸模結(jié)構(gòu)如圖所示： 1、凸模最小直徑的校核(強(qiáng)度校核) 凸模用 T10 鋼 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過(guò)凸模材料的許用 壓應(yīng)力，即 對(duì)于圓形凸模 dmin =41350/450=3.11mm 所以承壓能力足夠。4t 式中 沖裁材料的抗剪強(qiáng)度，310380Mpa 凸模材料許用強(qiáng)度，取 440470Mpa 抗縱向彎曲力校核 對(duì)于圓形凸模（有導(dǎo)向裝置）Lmax270d 2/ =2703.22/(4521.2)F 1/2=44.8mm 所以長(zhǎng)度適宜。 式中 Lmax 允許的凸模最大自由長(zhǎng)度，mm F 沖模力,N 凸模最小截面的直徑，mm 凸模固定端面的壓力 q = < =4521.2/(1.652)=528.2MPa 式中A 式中 q凸模固定端面的壓力，MPa F落料或沖孔的沖裁力，N 模座材料許用壓應(yīng)力，MPa 凸模固定板端面壓力超過(guò)了 8090a，為此應(yīng)在凸模頂端與模座之間加 一個(gè)淬硬的花孔墊圈。 19 6.3 其他主要零件的設(shè)計(jì) 6.1、凹模的設(shè)計(jì) b=60mm， t=08mm 由課本表 4-3 得系數(shù) K=0.21 凹模厚度：H=Kb=0.2160mm=12.6mm 取 H=20mm 凹模壁厚：C=（1.52）H =3040mm 取 C=35mm 凹模寬度：L=b+2C=(60+235)mm=130mm 凹模長(zhǎng)度：L=b+2C=（60+235）mm=130mm 按沖壓模標(biāo)準(zhǔn)模架，由指導(dǎo)書(shū)表 5-31 取凹模周界尺寸 LBH=160mm160mm40mm 凹模洞口形狀采用直壁式 材料：T10A 熱處理硬度：6064HRC 6.2、卸料和推件裝置的設(shè)計(jì) 根據(jù)要求采用彈性卸料版，取厚度為 14mm 卸料版尺寸為 160mm160mm14mm 材料：Q235 采用剛性推件裝置，直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件 材料：45 鋼 熱處理：淬火 硬度：4045HRC 6.3、凸模固定板的設(shè)計(jì) 采用階梯式 厚度 h=(0.60.8)H 凹 =(0.60.8) 40mm=2432 mm 取 h=25mm 外形尺寸與凹模外形尺寸一致. 外形尺寸：160mm160mm25mm 凸模與凸模固定板配合為 H7/n6 材料：Q235、 6.4、凸模的設(shè)計(jì) 采用階梯式凸模 凸模固定板厚度 h1=25mm 卸料版厚度 h2=14mm 條料厚度 t=0.8mm, 刃口修磨量取 6mm 凸模進(jìn)入凹模深度取 0.8mm 安全距離取 18mm 凸模長(zhǎng)度：L= h 1 +h2+t+h=(25+14+6+0.8+0.8+18)mm=64.6mm 凸模材料： T10A 熱處理硬度： 58 62HRC 6.5 墊板設(shè)計(jì) 厚度一般取 512mm, 取 12mm 外形尺寸為 160mm160mm12mm 材料：45 鋼 熱處理：淬火 硬度：4348HRC 6.6 彈性元件設(shè)計(jì) 彈性元件采用橡膠 橡膠工作行程=卸料版工作行程+模具修磨量 H 橡膠 =H 卸料版 +H 修磨 =t+1+6=（0.8+1+6）mm=7.8mm 橡膠的自由高度 H0=（3.54）H 橡膠 =（27.331.2）mm 取 H0=30mm 矩形橡膠在預(yù)壓量為 15%時(shí)單位壓力為 0.5Mpa 橡膠面積：A=F 卸 /P=1790N/0.5Mpa=3580mm 橡膠裝配高度：H 裝配 =85%H0=0.8530=25.5mm 橡膠采用矩形，中間開(kāi)圓形孔以避讓凸凹模 20 取避讓孔為 60mm 橡膠一邊取 120mm 另一邊為（3580+R）/120=53.4mm 取橡膠外形尺寸 120mm55mm 為滿足橡膠的高徑比為 0.51.5，將橡膠平分為四塊，最大尺寸為 60mm，所以 H0/D=30/60=0.5 選用的橡膠規(guī)格合理 卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算見(jiàn)下表。選用的 4 塊橡膠板的厚度務(wù)必一致，不然會(huì) 造成受力不均勻，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。 表 6-1 卸料橡膠的設(shè)計(jì) 項(xiàng) 目 公式 結(jié)果 備注 卸料板工作行 程 h 工 h 工 =h1+t+h2 4mm h1 為凸、凹模 凹進(jìn)卸料板的 高度 1mm h2 為凸、凹模 沖裁后進(jìn)入凹 模的深度 2mm 橡膠工作行程 H 工 H 工 =h 工 +h 修 9mm h 修 為凸、凹 模修模量，取 5mm 橡膠自由高度 H 自由 H 自由 =4 H 工 36mm 取 H 工 為 H 自 由 的 25 橡膠的預(yù)壓縮 量 H 預(yù) H 預(yù) =15H 自由 5.4mm 一般 H 預(yù) =1015H 自由 每個(gè)橡膠承受 的載荷 F1 F 卸 /4 1184.5N 選用四個(gè)圓筒 形橡膠 橡膠的外徑 D D= /p)1.27((d48mm 校核橡膠的自 由高度 H 自由 0.5H 自由 /D=0.751.5 滿足要求 D 為圓筒橡膠 的內(nèi)徑，取 d=12mm；p=0.5 Mpa 橡膠的安裝高 度 H 安 H 安 =H 自由 -H 預(yù) 30mm 6.4 標(biāo)準(zhǔn)件尺寸的確定 1.螺釘固定、銷釘定位 內(nèi)六角螺釘標(biāo)記：35 鋼 M545 GB7085 螺釘標(biāo)記：35 鋼 M555 GB6876 圓柱銷釘標(biāo)記：35 鋼 650 GB 11986 21 止動(dòng)圓柱銷標(biāo)記：35 鋼 625 GB11986 2. 導(dǎo)正銷 導(dǎo)正銷主要用于級(jí)進(jìn)模上，消除擋料銷的定位誤差，以獲得較精確的工件。 導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尺寸精度，材料的熱處理等可參照 JB/T7647.194 和 JB/T7647.294 選定 圖 6-3 導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式 6.5 模具的總體設(shè)計(jì) 本模具是采用自動(dòng)送料的級(jí)進(jìn)模，切斷凸模面積較大可直接用螺釘與圓柱 銷固定，沖孔凸模則須用固定板固定，凹?？芍苯佑寐葆斉c圓柱銷固定，切斷 凸模的外側(cè)須有擋塊以克服側(cè)壓力，擋塊同時(shí)起到定位作用。另外，橫向的定 位可在凹模上增設(shè)一個(gè)定位銷。卸料裝置采用彈性，導(dǎo)向裝置采用導(dǎo)柱導(dǎo)套。 有了上述各步計(jì)算所得的數(shù)據(jù)及確定的工藝方案，便可以對(duì)模具進(jìn)行總體 設(shè)計(jì)并畫(huà)草圖，從結(jié)構(gòu)來(lái)看，閉合高度： H=（35+5+25+18+14+30+40+2）=176mm 根據(jù)凹模的外形尺寸，確定下模板的外形尺寸為 160mm100mm 根據(jù)模具總體結(jié)構(gòu)方案和已選用的模具零件，繪制模具的總裝草圖。 由于 J23-250 開(kāi)式壓力機(jī)最大閉合高度為 220mm,因此，最大閉合高度滿足 要求 6.6 模具裝配和裝配圖 6.6.1 級(jí)進(jìn)沖裁模的裝配 級(jí)進(jìn)沖裁模一般是以凹模為基件，應(yīng)先裝配下模，再以下模為基準(zhǔn)裝配上 模。 若級(jí)進(jìn)模的凹模是整體凹模，因凹模型孔間的進(jìn)距是在加工凹模時(shí)保證的，故 裝配的方法和步驟與單工序沖裁?；鞠嗤?。若凹模是鑲拼式凹模，因各拼塊 雖然在精加工時(shí)保證了尺寸和位置精度，但拼合后因累積誤差也會(huì)影響其進(jìn)距 22 精度，這時(shí)為了調(diào)整準(zhǔn)確進(jìn)距和保證凸、凹模間隙均勻，應(yīng)對(duì)各組凸、凹模進(jìn) 行預(yù)配合裝配，并檢查間隙的均勻程度，再由鉗工修正和調(diào)整合格后把凹模拼 塊壓入固定板，然后再把固定板裝入下模座，以凹模定位裝配凸模和上模，待 間隙調(diào)整和試沖達(dá)到要求后，用銷釘定位并固定，最后裝入其他輔助零件。 6.6.2 凸、凹模間隙的調(diào)整方法 沖模中凸、凹模之間的間隙在模具裝配時(shí)要求嚴(yán)格控制：一是要求間隙值 準(zhǔn)確，即需要按模具設(shè)計(jì)所要求的合理間隙來(lái)裝配；二是在裝配時(shí)必須把間隙 控制均勻，才能保證裝配質(zhì)量，從而保證沖壓件的質(zhì)量和應(yīng)有的使用壽命。 目前，最常用的間隙控制方法主要有：花孔墊圈法，透光法，測(cè)量法和鑲 銅法。 6.6.3 繪制模具的總裝圖 圖 6-8 模具總裝圖 1 下模座 2 凹模 3 導(dǎo)料銷 4 導(dǎo)正銷 5 卸料板 6 卸料螺釘 7 凹模固定板 8 花孔 墊圈 9 模柄 10 上模座 11 彈性橡膠體 12 大孔凸模 13 導(dǎo)套 14 外形凸模 15 小孔凸模 16 導(dǎo)柱 23 第七章 總結(jié)與展望 課程設(shè)計(jì)是對(duì)即將畢業(yè)的我們進(jìn)行的一次全面的、徹底的檢查，通過(guò)課程 設(shè)計(jì)來(lái)檢查在這兩年多里所掌握的知識(shí)，同時(shí)也是對(duì)即將踏上工作崗位的我們 進(jìn)行最后一次徹底的溫習(xí)，為頂崗實(shí)習(xí)做處做好的準(zhǔn)備。我在這次設(shè)計(jì)的課題 是彈簧夾線板，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我也遇到了一些問(wèn)題，在這些問(wèn)題面前，我通 過(guò)翻閱資料，自己思考，與同學(xué)探討，請(qǐng)教我的指導(dǎo)老師，通過(guò)各種方法，使 得這些問(wèn)題得以解決。不過(guò)在這次設(shè)計(jì)中，讓我印象最深的問(wèn)題是沖裁模具的 設(shè)計(jì)，包括沖裁模具的凸、凹模刃口的計(jì)算與設(shè)計(jì)，還有模具的其他零件圖的 設(shè)計(jì)和最后模具的總裝圖設(shè)計(jì)，通過(guò)我的指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，獲得了答案，之后， 我又通過(guò)查閱資料對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了鞏固。同時(shí)，我對(duì)于在模具設(shè)計(jì)的時(shí)候， 它的設(shè)計(jì)流程在這次也得到了更深的認(rèn)識(shí)，使我對(duì)于沖裁件如何進(jìn)行分析，比 如各種沖裁方法，成型零件的設(shè)計(jì)，成型零件的加工工藝，主要工藝參數(shù)的計(jì) 算以及如何校核等有了進(jìn)一步的理解和掌握。 這次的課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束，和課程設(shè)計(jì)不一樣，它的要求更全面，它也是 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院對(duì)我們臨行前的最后一次正式的檢閱，這讓我想到以后 的工作，也許在工作崗位沒(méi)有領(lǐng)導(dǎo)花費(fèi)時(shí)間在檢查上面，他們要的是經(jīng)濟(jì)效益， 所以我們要在工作中對(duì)自己進(jìn)行定期的檢查，讓自己更加的充實(shí)，當(dāng)然這不僅 僅局限于專業(yè)知識(shí)方面，也是在社會(huì)上的其他各個(gè)方面都應(yīng)有所了解和充實(shí)， 讓自己在社會(huì)上能有一席之地！展望自己的未來(lái)，我不知道是什么樣子的，但 是我知道我要以艱苦創(chuàng)業(yè)、自強(qiáng)不息、團(tuán)結(jié)拼搏和勇于爭(zhēng)先的精神發(fā)揮我在崗 位上的最大價(jià)值，當(dāng)然我也要有我們學(xué)院的校訓(xùn)的品德，即明德、尚行來(lái)時(shí)刻 約束著自己。 時(shí)間總是過(guò)得很快，一轉(zhuǎn)眼，兩年多就過(guò)去了，在此之際，我要向幫助過(guò)、 關(guān)心過(guò)我的所有老師及同學(xué)表示衷心的感謝，希望你們事業(yè)有成 24 致 謝 首先感謝本人的導(dǎo)師老師，他幫我仔細(xì)審閱了本文的全部?jī)?nèi)容并對(duì)我的設(shè) 計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。老師淵博的知識(shí)，誠(chéng)懇的為人，使我受益匪淺， 在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，特別是遇到困難時(shí)，他給了我鼓勵(lì)和幫助，在這里我向 他表示真誠(chéng)的感謝！ 最后感謝各位專家的批評(píng)指導(dǎo)。 在論文完成之際，我首先先關(guān)心和指導(dǎo)我的老師表示由衷的感謝并致以崇 高的敬意！ 25 參考文獻(xiàn) 1. 魏春雷，安家菊，宛強(qiáng)等.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)M. 北京:北京理工大學(xué)出 版社，2008. 2. 曹立文，王冬，丁海娟等.實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京:人民郵電出版 社， 2007. 3. 李成凱，徐善狀，胡建新等.模具制造工藝M. 北京:電子科技大學(xué)出版社， 2010. 4. 韓森和，王立華，歐陽(yáng)德祥.模具鉗工訓(xùn)練M. 北京:高等教育出版社， 2010. 5. 陳隆得，趙福令.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)M.大連理工大學(xué)出版社，1988. 6. 東北大學(xué)工程圖學(xué)教學(xué)與研究中心編.畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖M.北京:高等教 育出版社,2004. 7. 中國(guó)機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì)組編.模具 CAD/CAMM.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001. 8. 鄭大中,房金妹,譚平宇等.模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1992. 9. 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